Какие процессы создают объект с межзвездной скоростью?

Ответ на вопрос «как он может вспыхнуть с достаточной энергией, чтобы снова выйти» заключается в том, что если бы он стартовал за пределами Солнечной системы, было бы необычно, чтобы он НЕ ушел снова, поскольку он ускорился бы к солнцу, а затем замедлился бы. снова точно на ту же величину при отправлении и ушел с той же скоростью, с которой начал, возможно, в другом направлении.

Ключевым моментом здесь является помощь гравитации , которая может вызвать довольно заметные изменения орбит меньших тел, сталкивающихся с газовыми гигантами, либо вызывая столкновения, либо отбрасывая их. Это часто происходит на ранних стадиях формирования системы, когда газовые гиганты очищают свои орбиты . Более свежим примером является то, как у кораблей «Вояджер» и «Пионер» изначально не было достаточной тяги, чтобы покинуть Солнечную систему, но с помощью газовых гигантов они «украли» энергию из Солнечной системы, чтобы уйти.

Хотя скорость вылета из родительской системы будет низкой, будущие встречи, как правило, будут происходить со звездами, имеющими заметно различающиеся орбитальные скорости вокруг галактического ядра, поэтому маловероятно, что процесс пойдет в обратном направлении. Это означает, что количество объектов (и вероятность того, что один из них пройдет через нашу солнечную систему) со временем будет увеличиваться.

Определение фактического источника Оумуамуа ограничено доступной информацией, но возможный ответ заключается в том, что долгопериодическая комета столкнулась с эквивалентом Юпитера и получила помощь гравитации, превышающую скорость убегания родительской Солнечной системы.

Это очень общий ответ: гравитационно-связанная система имеет тенденцию становиться более компактной. Когда это происходит, гравитационная потенциальная энергия становится более отрицательной. Энергия, которая теряется, в основном превращается в тепло, вызванное столкновениями и трением. Однако энергия также теряется из-за тенденции малых тел достигать космической скорости и выбрасываться из системы.

Некатастрофическое гравитационное взаимодействие между двумя твердыми телами имеет тенденцию оставлять их кинетические энергии более похожими после взаимодействия, чем до (теорема о равноправии). Таким образом, объект с меньшей массой обычно имеет более высокую скорость. Из-за естественного распределения скоростей многие мелкие объекты могут достичь космической скорости и покинуть свою первоначальную систему.

Предположим, что Оумуамуа был мягко выброшен из той среды, в которой он сформировался. Тогда как же он вошел в Солнечную систему со скоростью 26,33 км/с?

Это на самом деле ожидаемо. Разброс скоростей звезд в окрестностях Солнца составляет десятки километров в секунду. Итак, скорость Оумуамуа относительно Солнечной системы типична для вещества, которое летает в нашей части галактики. Даже если его первоначальная скорость относительно родительской системы была низкой, эта система, вероятно, двигалась довольно быстро относительно Солнца, и, следовательно, Оумуамуа тоже.

Посмотрите, что произошло в нашей Солнечной системе:

5 6 объектов, о которых мы знаем, имели гравитационные пращи, которые разгоняли их до скорости, превышающей скорость убегания системы, и теперь они странствуют среди звезд.

5 из этих выбросов были тщательно сконструированы НАСА, но Юпитер может катапультироваться сам по себе, и однажды это наблюдалось.

Планеты-сироты встречаются чаще, чем считалось ранее:

Новые симуляции предполагают, что звезды и даже черные дыры, вероятно, являются прибежищем для «изгоев» или «кочевников», планет, которые были изгнаны из звездных систем, где они родились. В то же время отдельное исследование предполагает, что кочевые планеты гораздо более распространены, чем предполагалось.

https://www.nationalgeographic.com/culture/article/120224-rogue-nomad-planets-stars-black-holes-space-science

Попробуйте создать свою собственную «сбежавшую планету»:

https://academo.org/demos/orbit-simulator/

Если вы уменьшите массу планеты при приближении к солнцу (например, если тело будет расколото на части силами гравитации), куски разлетятся.